在加入uv信息读取的代码之前我们先看一下一个cube中的uv信息的组成：
- 平面二维uv参数
- 三角面中顶点队uv参数的索引
void load_obj_file_data(char* filename){
......
while (fgets(line, 4096, file))
{
......
// Texture coordinate information
if (strncmp(line, "vt ", 3) == 0)
{
tex2_t texcoord;
sscanf(line, "vt %f %f", &texcoord.u, &texcoord.v);
array_push(texcoords, texcoord);
}
......
face_t face = {
.a = vertex_indices[0] - 1,
.b = vertex_indices[1] - 1,
.c = vertex_indices[2] - 1,
.a_uv = texcoords[texture_indices[0] - 1],
.b_uv = texcoords[texture_indices[1] - 1],
.c_uv = texcoords[texture_indices[2] - 1],
.color = 0xFFFFFFFF
};
array_push(mesh.faces, face);
}
}
array_free(texcoords);
}
由于三角面的顶点索引值是从1开始的而数组中的数据是从0开始的所以对索引值减1才能获得正确的值。
记得最后释放texcoords数组缓存
翻转纹理坐标
// Flip the V component to account for inverted UV-coordinates (v grows downwards)
v0 = 1.0 - v0;
v1 = 1.0 - v1;
v2 = 1.0 - v2;
是什么造成了需要翻转uv的v方向？
模型的uv系统和SDL2的图像存取系统的差异导致的
- 模型的UV坐标系统：你的模型使用的UV坐标系统是从下到上，即V坐标在左下角为原点，向上增长，从0到1。
- SDL2的图像存储和访问系统：SDL2加载和显示的图像数据是从上到下，即V坐标在左上角为原点，向下增长，从0到1。
补充：
- openGL：原点左下角
- Directx11：原点左上角
- Vulkan：原点左上角
防止纹理缓冲区溢出
为什么会出现纹理缓冲区溢出现象？
我们绘制在显示屏上的三角形是离散的整数数组构成的三角形像素，而计算三角形权重插值时是对完美的理论三角形。不可避免的会出现这种情况，如上图所示的绿点所在的三角形像素理论上它在三角形外面，这可能导致α，β，γ呈负值，导致插值uv也是负值，进而超出纹理缓存数组的范围导致bug。
如何解决纹理缓冲区溢出问题？
对计算后的纹理像素索引xy值分别除以纹理的宽和高取余：
- 纹理像素索引xy小于于纹理宽高，则xy值作为余数能被保留
- 纹理像素索引xy大于纹理宽高，则舍掉整数倍部分，被重映射到[0,w&h)范围内
- 纹理像素索引xy是负数的情况下，则还是会返回一个正值，范围在[0,w&h)范围内
取余操作同样也是Reapeat采样模式的做法
取余操作的数学性质：
给定任意整数 x 和正整数 n，取余操作 x % n 的结果范围是 0 到 n-1。这是因为：
- 当 x 是正数且小于 n 时，x % n 直接是 x。
- 当 x 是正数且大于 n 时，x % n 会去掉 x 中的完整的 n 倍数部分，只保留剩余部分。
- 当 x 是负数时，x % n 会返回一个非负数，范围也是 0 到 n-1
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Function to draw the textured pixel aat position x and y using unterpolation
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void draw_texel(
int x, int y, uint32_t* texture,
vec4_t point_a, vec4_t point_b, vec4_t point_c,
tex2_t a_uv, tex2_t b_uv, tex2_t c_uv)
{
......
// Map the UV coordinates
int tex_x = abs((int)(interpolated_u * texture_width)) % texture_width;
int tex_y = abs((int)(interpolated_v * texture_height)) % texture_height;
draw_pixel(x, y, texture[(texture_width * tex_y) + tex_x]);
}
欣赏纹理着色后的模型
我们可以解释每一个像素，每一个三角形发生了什么，我们怎么得到的，如何去插值这些东西，顶点，投影，矩阵，世界矩阵投影。
